Разрешение

Наглядно разрешение (разрешающую способность) можно определить как возможность анализатора разделять ионы с соседними массами. Очень важно иметь возможность точ-но определять массу ионов, это позволяет вычислить атомную композицию иона или идентифицировать пептид путем сравнения с базой данных, сократив число кандидатов с тысяч и сотен до единиц или одного единственного. Для магнитных масс-анализаторов, для которых расстояние между пиками масс-спектра не зависит от масс ионов, разреше-ние представляет собой величину равную M/DM. Эта величина, как правило, определяет-ся по 10 % высоте пика. Так например, разрешение 1000 означает, что пики с массами 100.0 а.е.м. и 100.1 а.е.м. отделяются друг от друга, то есть не накладываются вплоть до 10 % высоты.

Для анализаторов, у которых расстояние между пиками меняется в рабочем диапазоне масс (чем больше масса, тем меньше расстояние), таких как квадрупольные анализаторы, ионные ловушки, времяпролетные анализаторы, сторого говоря, разрешение имеет дру-гой смысл. Разрешение, определяемое как M/DM в данном случае характеризует конкрет-ную массу. Имеет смысл характеризовать эти масс-анализаторы по ширине пиков, вели-чине, остающейся постоянной во всем диапазоне масс. Эта ширина пиков, обычно, изме-ряется на 50 % их высоты. Для таких приборов ширина пика на полувысоте равная 1 яв-ляется неплохим показателем и означает, что такой масс-анализатор способен различить номинальные массы, отличающиеся на атомную единицу массы практически во всем его рабочем диапазоне. Номинальной массой или массовым числом называют ближайшее к точной массе иона целое число в шкале атомных единиц массы. Например, масса иона водорода Н+ равна 1.00787 а.е.м., а его массовое число равно 1. А такие масс-анализаторы, которые, в основном, измеряют номинальные массы, называют анализато-рами низкого разрешения. Мы написали "в основном", потому что сегодня есть и такие масс-анализаторы, которые формально относятся к низкоразрешающим, а на деле тако-выми уже не являются. Высокая технология, прежде всего самого передового разработчи-ка Thermo Electron, уже сегодня предложила на рынок аналитического оборудования вы-сокоразрешающие квадрупольные приборы. Так например, новейший FINNIGAN TSQQuantum легко работает при ширине пика масс-спектра на полувысоте 0.1 а.е.м. Зна-ющие люди могут возразить: "Но такую ширину пика можно получить на каждом квадру-польном масс-спектрометре!" И они будут правы, действительно, каждый квадруполь 13

можно отстроить до этого уровня разрешения. Но что произойдет при этом с сигналом? При переходе от ширины пика на полувысоте в 1 а.е.м. к 0.1 а.е.м. величина сигнала на всех квадруполях упадет практически на два порядка по величине. Но не на FINNIGAN TSQ Quantum, на нем она уменьшится всего в два с половиной раза. Ионные ловушки в узком диапазоне масс могут работать как масс-спектрометры высокого разрешения, обес-печивая, как минимум, разделение пиков, отстоящих на 1/4 а.е.м. друг от друга. Масс-спектрометры с двойной фокусировкой (магнитной и электростатической), ионно-циклотронного резонанса - приборы среднего или высокого разрешения. Типичным для магнитного прибора разрешением является >60,000, а работа на уровне разрешения 10,000 - 20,000 является рутинной. На масс-спектрометре ионно-циклотронного резонанса на массе около 500 а.е.м. можно легко достигнуть разрешения 500,000, что позволяет проводить измерения массы ионов с точностью до 4-5 знака после запятой. Разрешения в несколько тысяч также можно добиваться при использовании времяпролетных масс-анализаторов, однако, на высоких массах, в области которых, собственно этот прибор имеет преимущество перед другими, и этого разрешения хватает лишь для того, чтобы измерить массу иона с точностью +/- десятки а.е.м.

Как видно из вышесказанного, разрешение тесно связано с другой важной характеристи-кой - точностью измерения массы. Проиллюстрировать значение этой характеристики можно на простом примере. Массы молекулярных ионов азота (N2+)и монооксида углеро-да (СО+) составляют 28.00615 а.е.м. и 27.99491 а.е.м., соответственно (оба характеризу-ются одним массовым числом 28). Эти ионы будут регистрироваться масс-спектрометром порознь при разрешении 2500, а точное значение массы даст ответ - какой из газов реги-стрируется. Измерение точной массы доступно на приборах с двойной фокусировкой, на тандемном квадрупольном масс-спектрометре FINNIGAN TSQ Quantum и на масс-спектрометрах ионно-циклотронного резонанса.